[发明专利]一种利用电容预充电的便携式电机启动电源

说明书

技术领域

本发明涉及供电设备，特别是应急电机启动电源设备制造技术领域。

背景技术

在很多使用电机的场合，都配置应急启动电源，以便在电机主电源失效的情况下，可以短时间让电机启动，待系统恢复后再使用主电源供电。在这些应用中，大多使用蓄电池作为应急电源设备，其优点是不需要额外供电电源，备用时间较长且携带方便。例如动车组上都会配置启动电源，以便动车组蓄电池失效情况下，还能通过应急电源启动压缩机，以便能够升起受电弓来获取接触网上的供电。

对于电机而言，其启动瞬间所需要的电流很多，通常是电机稳态电流的几倍甚至十几倍。随着电机的启动，电机的电流迅速下降至稳态，这个过程通常只有几秒钟。由于电机启动的特性，对应急电源的设计造成了一定制约。

1.对于应急电源蓄电池而言，如果按照稳态电流进行容量配置，则启动瞬间蓄电池必须能够满足高倍率放电的要求。对于蓄电池而言，放电电流一般在1C到3C之间比较合适(10安时的电池按10A进行放电，即为1C)，更大倍数即便能够找到合适的蓄电池，可以实现高倍率放电，但也会对电池寿命造成影响，从而影响应急电源的使用寿命，容易造成使用隐患。

2.如果按照电机启动电流配置应急电源蓄电池，虽然满足了电池放电倍率的要求，但会大大增加电池的容量。这样的后果是启动电源会很重，携带不便，关键时候可能需要2个人才能搬动，对应急使用造成了很大制约，同时也大大增加了制造成本。

发明内容

鉴于现有技术的以上缺点，本发明的目的是设计一种便携式电机启动电源，在保证使用寿命的前提下，具有较小的体积和重量，并具有较低的制造。

本发明的目的是通过如下的手段实现的。

一种利用电容预充电的便携式电机启动电源,其特征在于，由蓄电池、充电电容、控制开关及输出端子组成；蓄电池C与输出端子T间并联两个供电支路；其中，由第一直直变换稳压模块Z1与与之串联的充电电容C构成第一供电支路；第二直直变换稳压模块Z2构成第二供电支路；在充电电容C的两端分别设置有开关K1和开关K3；充电电容C与第二直直变换稳压模块Z2间设置有开关K2。

采用本发明的结构，有效地降低了启动电源的成本、体积和重量，使得启动电源使用寿命与普通蓄电池一致，同时又携带方便，尤其适合应急情况下使用。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明利用电容预充电的便携式电机启动电源,由蓄电池、充电电容、控制开关及输出端子组成。蓄电池C与输出端子T间并联两个供电支路；其中，由第一直直变换稳压模块Z1与与之串联的充电电容C构成第一供电支路；第二直直变换稳压模块Z2构成第二供电支路；在充电电容C的两端分别设置有开关K1和开关K3；充电电容C与第二直直变换稳压模块Z2间设置有开关K2。

本发明采用蓄电池和电容相配合的方式来设计电机蓄电池启动电源。在启动电源中，电容根据待启动的电机容量大小进行配套，蓄电池容量按照蓄电池正常使用所允许的最大放电电流进行设计。

例如，针对CRH2型动车组启动电源，其启动对象是850W的压缩机，此电机的稳态电流为15A左右，最大启动电流为80A左右，电机使用过程不超过15分钟。按照本发明的设计思路，可以按照蓄电池放电倍率为3C进行蓄电池配置，只需要配置5安时的蓄电池和一个容量较大的电容，而不必配置20安时甚至更大容量的电池，从而大大降低启动电源的重量和成本。

本发明应急电源的工作步骤如下：

1.在启动电机之前，开关K1闭合，开关K2和开关K3断开。此时蓄电池首先以1～3C的倍率对电容进行充电。

2.当电容充电完成后，开关K1断开，开关K3闭合。此时电容和蓄电池断开，并和直直变换模块相连，电容储存的能量通过直直变换稳压模块变成电压稳定的直流电用于启动电机。电容容量的选择依据是要能满足启动过程的需要，所以当电容的储能基本释放的时候，电机的启动过程基本完成。

3.先闭合开关K2，等直直变换稳压模块输出稳定后再断开开关K3。此时开关K1,和开关K3断开，只有开关K2闭合。蓄电池的输出经过直直变换稳压模块后再连接到电机输入端，持续供电至电机使用完毕。